氣泡運(yùn)動(dòng)的數(shù)字圖像測(cè)量方法研究.pdf

1、目前，環(huán)境衛(wèi)生學(xué)中一個(gè)重要的研究內(nèi)容是創(chuàng)建和引進(jìn)適宜于環(huán)境衛(wèi)生學(xué)研究的新技術(shù)和新方法。由于環(huán)境有害因素存在多種形式及傳播途徑，因此研究污染物的擴(kuò)散方式、速度、濃度等則成為研究污染物擴(kuò)散控制措施的基礎(chǔ)，而開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)則更具有重要的意義。
　　 本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)曝氣池流場(chǎng)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，將氣泡柱內(nèi)靜止液體氣泡射流兩相流場(chǎng)作為研究對(duì)象，在運(yùn)用粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)的基礎(chǔ)上，研究氣泡的尺寸大小、濃度分布等的數(shù)字圖像處理技術(shù)。

2、為進(jìn)一步對(duì)存在污染物的兩相流的流動(dòng)狀況、分散相的尺寸及濃度，并認(rèn)識(shí)其流動(dòng)規(guī)律的研究做出最基本的準(zhǔn)備工作。
　　 經(jīng)過對(duì)數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)以及兩相流動(dòng)測(cè)量技術(shù)的研究，結(jié)合本研究設(shè)計(jì)的曝氣池流場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)，主要得到以下結(jié)論及研究成果。
　　 (1)數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)作為一種瞬時(shí)且無擾的全場(chǎng)測(cè)量技術(shù)，獲得的圖像中包含大量的離散相信息，只要通過運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)字圖像處理技術(shù)，就可以獲得氣泡的粒徑大小、濃度分布情況等參數(shù)信息。
　　

3、 (2)通過設(shè)計(jì)的曝氣池流場(chǎng)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，建立起本研究的水氣兩相測(cè)量及分析系統(tǒng)。確定了最優(yōu)的照明光源選擇及布置方法，采用適宜的攝影方法，結(jié)合不同的流體流動(dòng)條件，獲得一系列圖像質(zhì)量較高的氣泡原始圖像。
　　 (3)用MATLAB對(duì)獲得的圖像進(jìn)行數(shù)字圖像處理，找到了一種最有效并且適用于兩相流的數(shù)字圖像測(cè)量方法。對(duì)原始?xì)馀輬D像采取有限對(duì)比自適應(yīng)直方圖均衡化、灰度變化及非均勻背景校正技術(shù)等處理之后，圖像的清晰度得到了顯著地提高。采用多